已知 lg 2 = m,用 m 表示: log⁡532\log_{5}32 2102^{10} 将 2log⁡3x−log⁡32=log⁡3(x−4)2\log_{3}x - \log_{3}2 = \log_{3}(x - 4) 表示为关于 xx 的一元二次方程,并解释为什么该一元二次方程没有实数解。

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完整解法

6(a)((i))

1. Change the base of the logarithm to 10

log⁡532=lg⁡32lg⁡5\log_{5}32 = \frac{\lg 32}{\lg 5}

2. Express the arguments in terms of 2 and 10

lg⁡32lg⁡5=lg⁡(25)lg⁡(102)\frac{\lg 32}{\lg 5} = \frac{\lg (2^5)}{\lg (\frac{10}{2})}

3. Apply logarithm laws and substitute the given value

5lg⁡2lg⁡10−lg⁡2=5m1−m\frac{5 \lg 2}{\lg 10 - \lg 2} = \frac{5m}{1 - m}

答案

5m1−m\frac{5m}{1 - m}

6(a)((ii))

1. Express 2 in exponential form using the given logarithmic equation

Since lg⁡2=m\lg 2 = m, we have log⁡102=m\log_{10} 2 = m, which means 2=10m2 = 10^m.

2. Substitute and simplify to find $2^{10}$

210=(10m)10=1010m2^{10} = (10^m)^{10} = 10^{10m}

答案

1010m10^{10m}

6(b)

1. Apply the power law of logarithms

log⁡3x2−log⁡32=log⁡3(x−4)\log_{3}x^2 - \log_{3}2 = \log_{3}(x - 4)

2. Apply the quotient law of logarithms

log⁡3(x22)=log⁡3(x−4)\log_{3}\left(\frac{x^2}{2}\right) = \log_{3}(x - 4)

3. Equate the arguments and rearrange into a quadratic equation

x22=x−4\frac{x^2}{2} = x - 4
x2=2x−8x^2 = 2x - 8
x2−2x+8=0x^2 - 2x + 8 = 0

4. Calculate the discriminant to show there are no real solutions

For x2−2x+8=0x^2 - 2x + 8 = 0, the discriminant is:
b2−4ac=(−2)2−4(1)(8)b^2 - 4ac = (-2)^2 - 4(1)(8)
=4−32=−28= 4 - 32 = -28
Since the discriminant is less than 00, the quadratic equation has no real solutions.

答案

x2−2x+8=0x^2 - 2x + 8 = 0; The discriminant is −28<0-28 < 0, hence there are no real solutions.

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